Μορφοµετρικές Παράµετροι Λεκανών Απορροής Α. Μετρούµενες παράµετροι του υδρογραφικού δικτύου Τάξεις κλάδου (u) είναι η ιεράρχηση των κλάδων του δικτύου µε κάποια από τις µεθόδους, που αναπτύξαµε παραπάνω. Συνολικό µήκος κλάδων είναι το άθροισµα των µηκών όλων των εντός λεκάνης τάξεως u κλάδων εντός λεκάνης τάξεως u. (ΣL)u Το µέγιστο µήκος της λεκάνης απορροής (Lbmax) Μέγιστο τοπικό ανάγλυφο της λεκάνης απορροής (Η) Περίµετρος λεκάνης απορροής (Ρ) η προβολή του µήκους του κυρίου κλάδου της κοίτης προεκτεινόµενο µέχρι τον υδροκρίτη είναι η διαφορά µεταξύ του υψηλότερου (υδροκρίτη) και χαµηλότερου σηµείου (στόµιο) της λεκάνης κατά µήκος της µεγαλύτερης διάστασης της και η οποία είναι παράλληλη προς το κύριο υδρογραφικό ρέµα. είναι το µήκος του υδροκρίτη που περιβάλλει τη λεκάνη απορροής. Β. Υπολογιζόµενες µορφοµετρικές παράµετροι του υδρογραφικού δικτύου. Υδρογραφική πυκνότητα είναι ο λόγος του συνολικού µήκους των (Du) κλάδων των κοιτών όλων των τάξεων σε µια λεκάνη απορροής δια του εµβαδού Λόγος αναγλύφου (relief ratio) (Rh) Κυκλικότητα (Cu) Βαθµός τραχύτητας (ruggedness number) (Rn) της λεκάνης απορροής Du=ΣLu/Au είναι ο λόγος του τοπικού αναγλύφου της λεκάνης (Η) δια του µεγαλύτερου µετρούµενου µήκους της λεκάνης (Lbmax) από τον χάρτη παράλληλα προς την κύρια υδρογραφική κοίτη Rh=H/Lbmax είναι η παράµετρος που χαρακτηρίζει τη µορφή και το σχήµα που έχει αποκτήσει µια λεκάνη λόγω της δράσης του νερού και δίνεται από τον τύπο Cu=4πAu/P2 είναι το γινόµενο της υδρογραφικής πυκνότητας και του µέγιστου αναγλύφου (Hmax) της λεκάνης απορροής εκφραζόµενων και των δύο µε τις ίδιες 27
διαστάσεις Rn=Hmax*D Λόγος επιµήκυνσης της λεκάνης (elongation ratio) (Er) ορίζεται ως ο λόγος της διαµέτρου του κύκλου (d) που έχει εµβαδόν ίσο µε το εµβαδόν της λεκάνης απορροής δια της µέγιστης διάστασης της λεκάνης (Lbmax) Er=d/Lbmax Μετρούµενες παράµετροι του υδρογραφικού δικτύου Το µέγιστο µήκος της λεκάνης απορροής (Lbmax): είναι η προβολή του µήκους του κυρίου κλάδου της κοίτης προεκτεινόµενο µέχρι τον υδροκρίτη. Μέγιστο τοπικό ανάλγυφο της λεκάνης απορροήε (Η): είναι η διαφορά µεταξύ του υψηλότερου (υδροκρίτη) και χαµηλότερου σηµείου (στόµιο) της λεκάνης κατά µήκος της µεγαλύτερης διάστασης της και η οποία είναι παράλληλη προς το κύριο υδρογραφικό ρέµα. Περίµετρος λεκάνης απορροής (Ρ): είναι το µήκος του υδροκρίτη που περιβάλλει τη λεκάνη απορροής. 28
Υπολογιζόµενες µορφοµετρικές παράµετροι του υδρογραφικού δικτύου Λόγος αναγλύφου (relief ratio) (Rh): είναι ο λόγος του τοπικού αναγλύφου της λεκάνης (Η) δια του µεγαλύτερου µετρούµενου µήκους της λεκάνης (Lbmax) από τον χάρτη παράλληλα προς την κύρια υδρογραφική κοίτη Rh=H/Lh Το Lh λαµβάνεται από τον τοπογραφικό χάρτη και είναι η προβολή του Lbmax στο οριζόντιο επίπεδο. Ο λόγος αναγλύφου είναι ένας χωρίς διαστάσεις λόγος µεταξύ του υψοµέτρου και του µήκους. Ο λόγος αναγλύφου είναι ίσος µε την εφαπτόµενη της γωνίας η οποία σχηµατίζεται µεταξύ δυο επιπέδων τεµνόµενων στο στόµιο της λεκάνης, το ένα είναι το οριζόντιο επίπεδο και το άλλο διέρχεται από το υψηλότερο σηµείο της λεκάνης. Το Rh µετράει το συνολικό βαθµό κλίσης της λεκάνης και είναι δείκτης της έντασης των διεργασιών διάβρωσης που έγιναν και γίνονται στις κλιτύες της λεκάνης απορροής Βαθµός τραχύτητας (ruggedness number) (Rn) µιας λεκάνης απορροής: είναι το γινόµενο της υδρογραφικής πυκνότητας και του µέγιστου αναγλύφου (Hmax) της λεκάνης απορροής εκφραζόµενων και των δύο µε τις ίδιες διαστάσεις. Rn=Hmax*D Υψηλές τιµές του Rn εµφανίζονται σε περιοχές όπου και οι δύο µορφοµετρικές παράµετροι Hmax και D είναι µεγάλες δηλαδή όταν οι κλιτύες δεν είναι µόνο απότοµες αλλά έχουν και µεγάλο µήκος. Κυκλικότητα (Cu): είναι η παράµετρος που χαρακτηρίζει τη µορφή και το σχήµα που έχει αποκτήσει µια λεκάνη λόγω της δράσης του νερού και δίνεται από τον τύπο: Cu=4πΕ/P2 Όπου Ε:το εµβαδόν της λεκάνης απορροής Ρ: η περίµετρος της λεκάνης απορροής Συνεπώς µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως µια ποσοτική παράµετρος ώστε να διακριθούν µεταξύ τους λεκάνες που έχουν υποστεί ανύψωση ή όχι. Οι τιµές που µπορεί να λάβει η παράµετρος της κυκλικότητας είναι από 0 έως 1. Τιµές κοντά στο 1 δείχνουν κυκλικές λεκάνες που είναι αποτέλεσµα µακρόχρονης δράσης του ρέοντος νερού και ασθενούς τεκτονικής δραστηριότητας. Τιµές που τείνουν στο 0 δείχνουν επιµήκεις λεκάνες µε 29
προσανατολισµένη διεύθυνση ροής αποτέλεσµα προσφατης τεκτονικής δράσης. Λόγος επιµήκυνσης της λεκάνης (elongation ratio) (Er): είναι η έκφραση του σχήµατος της λεκάνης απορροής και ορίζεται ως ο λόγος της διαµέτρου του κύκλου (d) που έχει εµβαδόν ίσο µε το εµβαδόν της λεκάνης απορροής δια της µέγιστης διάστασης της λεκάνης (Lbmax). Er=d/Lbmax Η µέγιστη διάσταση της λεκάνης (Lbmax) υπολογίστηκε µε τη βοήθεια του λόγου αναγλύφου (Rh). Υψοµετρικό ολοκλήρωµα (Hi): Η υψοµετρική καµπύλη δείχνει µε απλό τρόπο την κατανοµή του αναγλύφου µέσα σε µία λεκάνη, η οποία ορίζεται από την περίµετρό της και από δύο επίπεδα, ένα βασικό επίπεδο διερχόµενο από το στόµιο της λεκάνης και ένα επίπεδο κορυφής διερχόµενο από το ψηλότερο σηµείο του υδροκρίτη της λεκάνης. Με τον τρόπο αυτό, η υψοµετρική καµπύλη περιγράφει τη λεκάνη απορροής σε µία κατά µήκος τοµή. Προκειµένου να χαρακτηριστεί το σχήµα µιας υψοµετρικής καµπύλης µιας δεδοµένης λεκάνης απορροής πραγµατοποιείται ο υπολογισµός τοου υψοµετρικού ολοκληρώµατος (hypsometric integral). Το υψοµετρικό ολοκλήρωµα προσδιορίζεται ως το εµβαδόν της επιφάνειας κάτω από την υψοµετρική καµπύλη. Ο Strahler 1952 χρησιµοποίησε δύο παραµέτρους x και y για να εκφράσει τη σχέση µεταξύ της επιφάνειας και του υψοµέτρου της λεκάνης απορροής χωρίς διαστάσεις. Οι παράµετροι που χρησιµοποίησε φαίνονται στο σχήµα. Το σχετικό ύψος y είναι ι λόγος του ύψους h για κάθε ισοϋψή καµπύλη προς το τοπικό ανάγλυφο της λεκάνης H. Η σχετική επιφάνεια x είναι ο λόγος της οριζόντιας προβολής της επιφάνειας α προς ολόκληρη την οριζόντια προβολή της επιφάνειας (Α) της λεκάνης. Οι λόγοι y και x ποικίλουν από 0 µέχρι 1 (δηλαδή από 0% µέχρι 100%). Στη συνέχεια κατασκευάζεται η γραφική παράσταση α/α και h/h. Ένας άλλος ταχύτερος τρόπος υπολογισµού του υψοµετρικού ολοκληρώµατος (Hi) γίνεται βάση του τύπου: Hi= µέσο υψόµετρο ελάχιστο υψόµετρο µέγιστο υψόµετρο-ελάχιστο υψόµετρο Οι τιµές του µέγιστου και του ελάχιστου υψοµέτρου υπολογίζονται απευθείας από τον τοπογραφικό χάρτη ενώ η τιµή του µέσου υψοµέτρου µπορεί να υπολογιστεί είτε από το µέσο όρο των υψοµέτρων 50 τυχαίων 30
σηµείων στη λεκάνη είτε ως η µέση τιµή όλων των υψοµέτρων της λεκάνης. 31
Άσκηση 7 η. Να προσδιοριστούν οι µορφοµετρικές παράµετροι λόγος αναγλύφου, κυκλικότητα, βαθµός τραχύτητας, λόγος επιµήκυνσης των λεκανών 4ης τάξης του υδρογραφικού δικτύου του ρέµατος Καραβόµυλος. Επίσης, να υπολογιστεί το υψοµετρικό ολοκλήρωµα για όλη τη λεκάνη απορροής του ρέµατος. 32
Άσκηση 7 η (Λύση). 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 D 2882,319 2562,457 2794,414 2864,494 3032,417 Lbmax 2947 4490 5243 7049 5559 H 193 474 677 963 833 P 8430 12060 13320 17690 13850 Au(m2) 3518000 7325000 7948000 11660000 10180000 d 3323,631 4795,884 4995,67 6050,818 5653,777 Hmax 345 867 1070 1252 1100 Rh 0,119695 0,338347 0,382907 0,437075 0,362747 Cu 0,621771 0,632561 0,562651 0,467986 0,666558 Rn 0,06696 0,184979 0,242269 0,336185 0,274698 Er 2,255603 2,136251 1,905653 1,716788 2,034099 33
Υψοµετρικό Ολοκλήρωµα Κατασκευάστηκε η υψοµετρική καµπύλη για την λεκάνη του ρέµατος Καραβόµυλος όπως φαίνεται στο σχήµα και υπολογίστηκε το υψοµετρικό ολοκλήρωµα ίσο µε Hi=43,4 43,4 34